CN105958081B - 电池集电体及电池装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了电池集电体及电池装配方法，包括密封圈、负极底盖和导电钉，导电钉穿过密封圈的中心孔并与负极底盖焊接，负极底盖嵌入在密封圈内，密封圈包括有第一外周部和主平面，主平面上设置有薄弱部位，密封圈的第一外周部呈喇叭口状，第一外周部的根部直径小于第一外周部的开口部直径，其优点是集电体插入钢壳开口部的过程中，仅密封圈、负极底盖的外周部上沿受到径向作用力，对负极底盖的底盖平面和密封圈的主平面的影响微乎其微，密封圈的中心薄弱部位不会受损伤。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池密封和防爆结构，尤其是涉及一种电池集电体及电池装配方法。
背景技术
集电体是电池中的重要结构，其作用主要包括三个方面：一是收集并向外输送电池内部负极部分产生的电流；二是密封，即将电池壳体底端的开口封闭；三是安全防爆，防止电池因内部气体压力过高而发生爆炸。
公告日为2010年6月9日、专利号为200710166429.8的中国授权发明专利公开了一种“电池集电体”，在其背景技术中介绍了传统的集电极结构，在密封圈的主平面内侧设置有至少一个薄弱部位，薄弱部位为环绕密封圈中心孔的环形的防爆沟，在电池内部的气体异常增大到电池爆炸压力之前，薄弱部位可断裂。
集电体由负极底盖、密封圈和铜钉组成，其中负极底盖与铜钉焊接，铜钉插入密封圈中孔，密封圈与负极底盖嵌合。密封圈有钢壳口部紧密配合，通过在钢壳上部的滚槽和卷边使密封圈的径向和轴向受到压缩，从而使电池密封。
电池的组装过程分为如下几个步骤：1)负极底盖、密封圈和铜钉三者装配成集电体；2)锰环嵌入到钢壳中，并压固锰环，为了使锰环能顺利嵌入到钢壳内，同时为了使直径大于钢壳胴体的集电体能插入到钢壳内，钢壳口部通常会设计的比钢壳胴体的尺寸要多的大；3)对钢壳口部下方胴体处进行环形刻线槽加工；4)往钢壳内部插入隔膜管并注入锌膏等内部物质；5)钢壳口部插入集电体，用设备对钢壳口部进行折弯卷曲封口，并通过径向压缩将钢壳口部整形到与钢壳酮体相同的尺寸大小。
钢壳口部插入集电体过程的描述：
使用一根带磁性的铁棒吸住集电体的负极底盖插入到钢壳口部，然后带磁性的铁棒退回原位；集电体外径要保证比此时的钢壳口部内径大一定的量，才可以保证钢壳口部有一定的压缩量，才可以使集电体牢固地定位在插入钢壳时的位置。
传统的还未组装成电池的集电体的负极底盖的外周部、密封圈的外周部与负极底盖的主平面垂直，将该结构的集电体组装到钢壳口部这一过程中，若集电体的外径设计过小，则钢壳口部的压缩量无法保证，集电体就容易从钢壳口部弹出，组装过程无法顺利完成。若集电体的外径过大，则集电体插入钢壳口部时的摩擦力和挤压力增大，需要较大插入力的设备；问题最大的是将集电体硬挤入钢壳口部这一过程中使密封圈外周部、负极底盖外周部以及密封圈主体平面一起受到径向压缩，使负极底盖的主平面、密封圈主平面拱起变形，并且在后期折弯卷曲封口过程中，过大的集电体,径向压缩量大，密封圈主平面严重拱起变形，密封圈的中心薄弱部位(防爆沟)产生形变，甚至中心薄弱部位受到损坏
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在电池组装过程中使用到的电池集电体，该电池集电体为电池生产的中间产物，能避免在电池组装过程中集电体被弹出的问题，同时又可防止在电池组装封口过程中的负极底盖和密封圈的不利形变。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：电池集电体，包括密封圈、负极底盖和导电钉，导电钉穿过密封圈的中心孔并与负极底盖焊接，所述的负极底盖嵌入在所述的密封圈内，所述的密封圈包括有第一外周部和主平面，所述的主平面上设置有薄弱部位，其特征在于密封圈的第一外周部呈喇叭口状，第一外周部的根部直径小于第一外周部的开口部直径。
本发明进一步的优选方案：所述的负极底盖包括有第二外周部和底盖平面，所述的负极底盖的第二外周部紧贴在密封圈的第一外周部内侧，所述的负极底盖的第二外周部呈喇叭口状，第二外周部的根部直径小于第二外周部的开口部直径。
本发明进一步的优选方案：所述的第一外周部的壁厚均匀，所述的第二外周部的壁厚均匀。
本发明进一步的优选方案：所述的第一外周部的开口部内侧设置有防止负极底盖外移的凸环。
本发明进一步的优选方案：所述的第一外周部或第二外周部与钢壳胴体的外壁根据刻槽工艺情况呈15度～25度夹角。
本发明进一步的优选方案：所述的第一外周部或第二外周部与钢壳胴体的外壁呈19度夹角。
电池装配方法，包括如下步骤：1)准备一个钢壳和电池集电体，电池集电体包括密封圈、负极底盖和导电钉，导电钉穿过负极底盖的中心孔并与负极底盖焊接，所述的负极底盖嵌入在所述的密封圈内，所述的密封圈包括有第一外周部和主平面，所述的主平面上设置有薄弱部位，所述的密封圈的第一外周部呈喇叭口状，第一外周部的根部直径小于第一外周部的开口部直径；
2)锰环嵌入到钢壳内并压固锰环；对钢壳进行环形刻线槽加工，使钢壳的开口部呈喇叭状；
3)然后在钢壳中插入隔膜管并注入锌膏；
4)将电池集电体挤压入到钢壳的开口部内；用包边设备对钢壳的开口部进行折弯卷曲封口，并通过径向压缩将钢壳的开口部整形到与钢壳的酮体相同的直径。
与现有技术相比，本发明的优点是负极底盖和密封圈外周部设计有角度，呈现上大下小的形状，在集电体插入到壳体过程中，集电体外周部下端的小直径部分先顺利进入钢壳内部，起到导引作用；随着集电体插入深度的增加，密封圈与钢壳的压缩量渐渐增大。由于集电体的最上面部分达到了定位所需的压缩量，所以集电体的定位与传统方式一样好。但是整个过程所需的插入设备的插入力大大减小，而且集电体插入钢壳开口部及折弯卷曲封口的过程中，仅密封圈、负极底盖的外周部上沿受到径向作用力，对负极底盖的底盖平面和密封圈的主平面的影响微乎其微，密封圈的中心薄弱部位不会受损伤。
附图说明
图1为本发明的电池集电体(中间产物)在未组装成电池时的结构图；
图2为本发明的电池集电体装入钢壳后未封口处理的结构图；
图3为本发明的电池集电体装入钢壳后并封口处理后的结构图；
图4为本发明的密封圈(中间产物)在未组装成电池时的结构图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
电池集电体，包括密封圈1、负极底盖2和导电钉3，导电钉3穿过密封圈1的中心孔并与负极底盖2焊接，负极底盖2嵌入在密封圈1内，密封圈1包括有第一外周部11和主平面12，主平面12上设置有薄弱部位13，密封圈1的第一外周部11呈喇叭口状，第一外周部11的根部111直径小于第一外周部11的开口部112直径。
负极底盖2包括有第二外周部21和底盖平面22，负极底盖2的第二外周部21紧贴在密封圈1的第一外周部11内侧，负极底盖2的第二外周部21呈喇叭口状，第二外周部21的根部211直径小于第二外周部21的开口部212直径。
第一外周部11的壁厚均匀，第二外周部21的壁厚均匀。
第一外周部11的开口部112内侧设置有防止负极底盖2外移的凸环113。凸环可以防止负极底盖从密封圈中移出。
第一外周部11或第二外周部21与钢壳4胴体41的外壁呈15度或19度或25度夹角a。本发明所描述的电池集电体为电池生产过程中的中间产物。图1所示为该中间产物集电体的结构图，图4为其中的密封圈的结构图。
电池装配方法，包括如下步骤：1)准备一个钢壳4和电池集电体，电池集电体包括密封圈1、负极底盖2和导电钉3，导电钉3穿过负极底盖2的中心孔并与负极底盖2焊接，负极底盖2嵌入在密封圈1内，密封圈1包括有第一外周部11和主平面12，主平面12上设置有薄弱部位13，密封圈1的第一外周部11呈喇叭口状，第一外周部11的根部111直径小于第一外周部11的开口部112直径；如图2所示。
2)锰环嵌入到钢壳4内并压固锰环；对钢壳4进行环形刻线槽加工，使钢壳4的开口部42呈喇叭状；钢壳的喇叭状的开口部与待装入的集电体的形状相适应。
3)然后在钢壳中插入隔膜管并注入锌膏；
4)将电池集电体挤压入到钢壳4的开口部42内；用包边设备对钢壳4的开口部42进行折弯卷曲封口，并通过径向压缩将钢壳4的开口部42整形到与钢壳4的酮体41相同的直径，如图4所示。
Claims (6)
1.电池集电体，包括密封圈、负极底盖和导电钉，导电钉穿过密封圈的中心孔并与负极底盖焊接，所述的负极底盖嵌入在所述的密封圈内，所述的密封圈包括有第一外周部和主平面，所述的主平面上设置有薄弱部位，其特征在于密封圈的第一外周部呈喇叭口状，第一外周部的根部直径小于第一外周部的开口部直径；所述的负极底盖包括有第二外周部和底盖平面，所述的负极底盖的第二外周部紧贴在密封圈的第一外周部内侧，所述的负极底盖的第二外周部呈喇叭口状，第二外周部的根部直径小于第二外周部的开口部直径。
2.根据权利要求1所述的电池集电体，其特征在于所述的第一外周部的壁厚均匀，所述的第二外周部的壁厚均匀。
3.根据权利要求1所述的电池集电体，其特征在于所述的第一外周部的开口部内侧设置有防止负极底盖外移的凸环。
4.根据权利要求1所述的电池集电体，其特征在于所述的第一外周部或第二外周部与钢壳胴体的外壁呈15度～25度夹角。
5.根据权利要求4所述的电池集电体，其特征在于所述的第一外周部或第二外周部与钢壳胴体的外壁呈19度夹角。
6.根据权利要求1所述的电池集电体的电池装配方法，其特征在于包括如下步骤：1)准备一个钢壳和电池集电体，电池集电体包括密封圈、负极底盖和导电钉，导电钉穿过负极底盖的中心孔并与负极底盖焊接，所述的负极底盖嵌入在所述的密封圈内，所述的密封圈包括有第一外周部和主平面，所述的主平面上设置有薄弱部位，所述的密封圈的第一外周部呈喇叭口状，第一外周部的根部直径小于第一外周部的开口部直径；所述的负极底盖包括有第二外周部和底盖平面，所述的负极底盖的第二外周部紧贴在密封圈的第一外周部内侧，所述的负极底盖的第二外周部呈喇叭口状，第二外周部的根部直径小于第二外周部的开口部直径；
2)锰环嵌入到钢壳内并压固锰环；对钢壳进行环形刻线槽加工，使钢壳的开口部呈喇叭状；
3)然后在钢壳中插入隔膜管并注入锌膏；
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